(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに対してテーブルを回転させるロータリーアクチュエータであって、
前記ベースと前記テーブルとの間に配置され、前記テーブルの回転の中心線の回りに配列される二つ以上の分割中間テーブルを含む中間テーブルと、
前記ベースに対して前記中間テーブルが前記中心線の回りを回転運動するのを案内する案内部と、
前記ベースに対して前記中間テーブルを前記中心線の回りに回転させる駆動部と、
前記分割中間テーブルと前記テーブルとの間に設けられ、前記分割中間テーブルの回転を前記テーブルに伝えると共に、前記テーブルに対して前記分割中間テーブルが、前記分割中間テーブルが含まれる平面内の少なくとも一方向に相対的に移動するのを許容するテーブル支持部と、を備えるロータリーアクチュエータ。
【請求項２】
前記テーブル支持部は、前記テーブルに対して前記分割中間テーブルが、前記テーブルの前記中心線に対して半径方向にのみ相対的に直線運動するのを許容することを特徴とする請求項１に記載のロータリーアクチュエータ。
【請求項３】
前記テーブル支持部は、
前記分割中間テーブル及び前記テーブルのいずれか一方に取り付けられ、長手方向に沿って転動体転走部を有する直線的な軌道部材と、
前記分割中間テーブル及び前記テーブルの他方に取り付けられ、前記軌道部材の前記転動体転走部に対向する転動体転走部を有する移動部材と、
前記軌道部材と前記移動部材との間に転がり運動可能に介在される複数の転動体と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載のロータリーアクチュエータ。
【請求項４】
前記案内部は、
前記ベース及び前記中間テーブルのいずれか一方に取り付けられ、リング状の軌道レールを分割してなり、長手方向に沿って転動体転走部を有する複数の円弧状の分割軌道レールと、
前記ベース及び前記中間テーブルの他方に取り付けられ、前記分割軌道レールの前記転動体転走部に対向する転動体転走部を有する移動部材と、
前記軌道レールと前記移動ブロックとの間に転がり運動可能に介在される複数の転動体と、を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のロータリーアクチュエータ。
【請求項５】
前記ロータリーアクチュエータは、前記テーブルの中心線の回りに配列される二つ以上の分割ロータリーアクチュエータを有し、
各分割ロータリーアクチュエータは、前記ベースに対して前記分割中間テーブルが運動するのを案内する分割案内部と、前記ベースに対して前記分割中間テーブルを運動させる分割駆動部と、を備え、
前記分割案内部は、
前記ベース及び前記分割中間テーブルのいずれか一方に取り付けられ、長手方向に沿って転動体転走部を有する円弧状の分割軌道レールと、
前記ベース及び前記分割中間テーブルの他方に取り付けられ、前記分割軌道レールの前記転動体転走部に対向する転動体転走部を有する移動部材と、
前記分割軌道レールと前記移動部材との間に転がり運動可能に介在される複数の転動体と、を含み、
前記分割駆動部は、
前記ベース及び前記分割中間テーブルのいずれか一方に取り付けられ、コア、及びコアに巻かれるコイルを有する電機子部と、
前記ベース及び前記分割中間テーブルの他方に取り付けられ、前記コイルの前記コアにすきまを持って対向するマグネットを有する界磁部と、を含み、
前記電機子部の前記コアと前記界磁部の前記マグネットとの間に働く磁気的な吸引力によって、前記移動部材の前記転動体転走部及び前記分割軌道レールの前記転動体転走部のいずれか一方が他方に向かって押し付けられ、前記移動部材の前記転動体転走部と前記分割軌道レールの前記転動体転走部との間に挟まれる前記複数の転動体に予圧が付与され、
前記案内部は、前記吸引力の方向の荷重を負荷できると共に、前記吸引力と逆方向の荷重を負荷できない請求項１ないし３のいずれかに記載のモータアクチュエータ。
【請求項６】
風力によって回転するロータと、ロータを回転可能に支持するナセルと、地上に設置され、前記ナセルが上部に載せられるタワーと、前記ロータの回転軸が風向きに対向するように、前記ナセルをタワーに対してヨー軸の回りに旋回させるヨー駆動装置を備える水平軸風車において、
前記ヨー駆動装置に請求項１ないし５のいずれかに記載のロータリーアクチュエータを用いることを特徴とする水平軸風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースに対してテーブルが回転するのを案内する案内部と、ベースに対してテーブルを回転させる駆動部と、を備えるロータリーアクチュエータ、及びこのロータリーアクチュエータが組み込まれる水平軸風車に関する。
【背景技術】
【０００２】
テーブルを回転させるロータリーアクチュエータは、回転テーブルとも呼ばれ、テーブルに載せられる物体を回転させるのに用いられる（特許文献１参照）。ロータリーアクチュエータには、テーブルの回転運動を案内する案内部と、ベースに対してテーブルを回転させる駆動部と、が設けられる。
【０００３】
テーブルの回転運動を案内する案内部には、ベアリング又は曲線運動案内装置が用いられる。ベアリングは、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に転がり運動可能に介在される多数の転動体と、を備える。外輪及び内輪の一方がベース側に取り付けられ、他方がテーブルに取り付けられる。テーブルの回転運動に伴って、外輪と内輪との間に介在する転動体が転がり運動するので、テーブルの回転運動を最小の摩擦抵抗で案内することができる。曲線運動案内装置は、リング状の軌道レールと、リング状の軌道レールに沿って曲線運動可能に組み付けられる移動ブロックと、を備える。軌道レールと移動ブロックとの間には、転がり運動可能に多数の転動体が介在する。テーブルの回転に伴って、軌道レールと移動ブロックとの間に介在される転動体が転がり運動するので、テーブルの回転運動を最小の摩擦抵抗で案内することができる。リング状の軌道レールは複数の円弧状の軌道レールに分割されることもある。
【０００４】
ベアリング又は運動案内装置において、転がり案内の剛性を高くするために、転動体には予圧が付与される。転動体は内輪と外輪との間、又は軌道レールと移動ブロックとの間で圧縮された状態でこれらの転動体転走部を転がる。
【０００５】
テーブルを回転させる駆動部としては、モータの動力を直接テーブルに伝えるダイレクトドライブモータ、モータの動力を歯車を介してテーブルに伝えるモータ・歯車機構等が用いられる。モータの動力によってテーブルが回転する。テーブルの回転によってベアリングの内輪が外輪に対して相対的に回転し、又は曲線運動案内装置の移動ブロックが軌道レールに対して相対的に曲線運動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−８２２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ロータリーモータアクチュエータを塵、埃等が多い環境で使用すると、ベアリングや曲線運動案内装置の転動体転走部に塵、埃等の異物が付着することがある。転動体転走部に異物が付着すると、転動体が異物を乗り越えるときに応力が発生する。異物が存在しなくても、ベアリングや曲線運動案内装置に製作上の誤差があると、例えばベアリングの内輪及び外輪の真円度が出ていなかったり、曲線運動案内装置のリング状の軌道レールを分割したときの繋ぎ目に段差があったりすると、転動体に応力が発生する。
【０００８】
従来のロータリーアクチュエータにおいては、運動案内装置の移動ブロックや内輪がテーブルにしっかりと固定されているので、転動体や転動体転走部に発生する応力を逃がすことができない。このため、転動体や転動体転走部の不具合を招くおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、案内部に発生する応力を緩和することができるロータリーアクチュエータ、及びこのロータリーアクチュエータが組み込まれた水平軸風車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下本発明について説明する。上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ベースに対してテーブルを回転させるロータリーアクチュエータであって、前記ベースと前記テーブルとの間に配置され、前記テーブルの回転の中心線の回りに配列される二つ以上の分割中間テーブルを含む中間テーブルと、前記ベースに対して前記中間テーブルが前記中心線の回りを回転運動するのを案内する案内部と、前記ベースに対して前記中間テーブルを前記中心線の回りに回転させる回転させる駆動部と、前記分割中間テーブルと前記テーブルとの間に設けられ、前記分割中間テーブルの回転を前記テーブルに伝えると共に、前記テーブルに対して前記分割中間テーブルが、前記分割中間テーブルが含まれる平面内の少なくとも一方向に相対的に移動するのを許容するテーブル支持部と、を備えるロータリーアクチュエータである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、案内部に過大な応力がかかったとしても、分割中間テーブルが案内部にかかる過大な応力を逃がすように移動するので、案内部に発生する応力を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態のロータリーアクチュエータが組み込まれた水平軸風車の斜視図
【図２】ロータリーアクチュエータの平面図
【図３】分割ロータリーアクチュエータの斜視図
【図４】上記ロータリーアクチュエータの平面図
【図５】上記ロータリーアクチュエータの断面図（図４のV-V線断面図）
【図６】上記ロータリーアクチュエータの断面図（図４のVI-VI線断面図）
【図７】分割ロータリーアクチュエータの下部の斜視図
【図８】案内部の斜視図
【図９】移動ブロックの水平断面図
【図１０】テーブル支持部の他の例が組み込まれた分割ロータリーアクチュエータの断面
【図１１】テーブル支持部の他の例を示す斜視図
【図１２】案内部の他の例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態のロータリーアクチュエータを説明する。以下の実施形態では、複数のロータリーアクチュエータを水平軸風車のヨー軸駆動装置として使用する例を示す。
【００１４】
図１は、水平軸風車の斜視図を示す。水平軸風車は、風力により翼を有するロータ４を回転させ、風力エネルギをロータ４の動力に変換する装置である。ロータ４は、水平な回転軸３の回りを回転するハブ２と、ハブ２に放射状に配列される複数枚のブレード１と、ハブ２の回転を変速機５に伝動する回転軸３と、を備える。ハブ２及び複数枚のブレード１が翼を構成する。ロータ４の回転軸３の回転力は変速機５を介して発電機６に伝えられる。発電機６は、ロータ４の回転力を受けて電力を発生する。ロータ４の回転軸３、変速機５、及び発電機６はナセル７の中に格納される。
【００１５】
地上には、ロータ４を所定の高さに支持するためにタワー８が設置される。タワー８の上部には、ヨー駆動装置１０が設置される。ヨー駆動装置１０は、ナセル７を支持すると共に、風向に従ってナセル７を垂直軸の回りに旋回させる。ナセル７に格納される制御装置（図示せず）は、ヨー駆動装置１０を操作して、ロータ４の翼を変動する風向に対向させるように、風向きとロータ４の回転軸３との偏差角を所定の角度内に制御する。
【００１６】
図２は、ロータリーアクチュエータ（ヨー駆動装置１０）の平面図を示す。ロータリーアクチュエータ１０は、テーブル１２の中心線の回りに配列される二つ以上の、この実施形態では五つの扇形の分割ロータリーアクチュエータ１０ａからなる。ロータリーアクチュエータ１０は、タワー８側に固定されるベース１４に対してナセル７側に固定されるテーブル１２を中心線の回りに回転させるものでる。ロータリーアクチュエータ１０は、テーブル１２（直接的には中間テーブル１６）が中心線の回りを回転するのを案内する案内部２２と、テーブル１２（直接的には中間テーブル１６）を中心線の回りに回転させる駆動部１９と、を備える。ベース１４、テーブル１２、案内部２２、及び駆動部１９は、周方向に分割されていて、それぞれ中心線の回りに配列される扇形の分割ベース１４ａ、扇形の分割テーブル１２ａ、円弧状の分割案内部２２ａ、円弧状の分割駆動部１９ａからなる。
【００１７】
図３ないし図６は、分割ロータリーアクチュエータ１０ａを示す。図３は斜視図を示し、図４は平面図を示し、図５は図４のV-V線断面図を示し、図６は図４のVI-VI線断面図を示す。
【００１８】
図３に示すように、分割ロータリーアクチュエータ１０ａは、タワー８側に固定される分割ベース１４ａと、ナセル７側に固定される分割テーブル１２ａと、を備える。分割ベース１４ａ及び分割テーブル１２ａは扇形に形成される。分割ベース１４ａと分割テーブル１２ａとの間には、分割中間テーブル１６ａが配置される。分割中間テーブル１６ａも扇形に形成される。分割中間テーブル１６ａはリング状の中間テーブル１６を周方向に二つ以上に分割してなる。言い換えれば、二つ以上の扇形の分割中間テーブル１６ａを中心線の回りに配列すると、リング状の中間テーブル１６が形成される。複数の扇形の分割中間テーブル１６ａをリング状に組み合わせたとき、隣接する分割中間テーブル１６ａ間にわずかなすきまが空く。リング状のテーブル１２に対して分割中間テーブル１６ａが分割中間テーブル１６ａが含まれる平面内の少なくとも一方向に移動できるようにするためである。中間テーブル１６さえ分割されていれば、テーブル１２及びベース１４は分割されていなくてもよい。また、ナセル７の下部に中間テーブル１６を直接取り付ける場合には、テーブル１２が存在していなくてもよい。この場合、ナセルの底部がテーブルを構成することになる。
【００１９】
分割中間テーブル１６ａと分割ベース１４ａとの間には、分割ベース１４ａに対する分割中間テーブル１６ａの運動を案内する分割案内部２２ａが配置されると共に、分割中間テーブル１６ａを運動させる分割駆動部としての分割モータ部１９ａが配置される。分割モータ部１９ａを動作させると、分割中間テーブル１６ａがテーブル１２の回転の中心線Ｃの回りを回転する。分割中間テーブル１６ａの回転に伴って分割テーブル１２ａが中心線Ｃの回りを回転する。分割案内部２２ａ及び分割モータ部１９ａの構造は後述する。
【００２０】
分割中間テーブル１６ａと分割テーブル１２ａとの間には、分割中間テーブル１６ａの回転を分割テーブル１２ａに伝えると共に、分割テーブル１２ａに対して分割中間テーブル１６ａが、分割中間テーブル１６ａが含まれる平面内の少なくとも一方向に相対的に移動するのを許容するテーブル支持部４６が設けられる。
【００２１】
この実施形態では、テーブル支持部４６はリニアガイドからなり、中心線Ｃから半径方向に直線的に伸びる軌道部材としての軌道レール４７と、軌道レール４７に相対的に直線運動可能に組み付けられる移動部材としての移動ブロック４８と、を備える。図２に示すように、ロータリーアクチュエータ１０の全体でみたとき、軌道レール４７はテーブル１２の中心線から放射状に伸びる。図３に示すように、テーブル支持部４６は、分割中間テーブル１６ａの回転を分割テーブル１２ａに伝えると共に、分割テーブル１２ａに対して分割中間テーブル１６ａが、中心線Ｃに対して半径方向にのみ直線運動するのを許容する。ただし、軌道レール４７は放射状に取り付けられることで、ナセル７がある方向から水平方向の荷重を受けてもテーブル１２が水平面内で動くことはない。
【００２２】
図５に示すように、テーブル支持部４６の軌道レール４７には、長手方向に複数の取付け孔４７ｂが空けられる。ボルト等の締結部材を取付け孔４７ｂに通し、締結部材を分割中間テーブル１６ａにねじ込むことによって、軌道レール４７が分割中間テーブル１６ａの上面に固定される。図６に示すように、分割テーブル１２ａには複数の取付け孔１２ｂが空けられる。ボルト等の締結部材を取付け孔１２ｂに通し、締結部材をテーブル支持部４６の移動ブロック４８にねじ込むことによって、分割テーブル１２ａが移動ブロック４８に固定される。
【００２３】
軌道レール４７の外周面には長手方向に直線的に伸びる複数状の、この実施形態では四条の転動体転走部としてのボール転走溝４７ａが形成される。移動ブロック４８には、ボール転走溝４７ａに対向する転動体転走部として四条の負荷ボール転走溝４８ａが形成される。移動ブロック４８には、負荷ボール転走溝４８ａと平行に直線通路４８ｃが設けられる。負荷ボール転走溝４８ａと直線通路４８ｃとはＵ字状の方向転換路（図示せず）で接続される。方向転換路は移動ブロック４８の移動方向の端部に設けられるエンドキャップ４８ｄ（図５参照）に形成される。方向転換路及び直線通路４８ｃは、負荷ボール転走溝４８ａの一端と他端とを接続する戻し路を構成する。負荷ボール転走溝４８ａ、直線通路４８ｃ、及び方向転換路から構成されるサーキット状の循環経路には、転動体として複数のボール４９が配列される。軌道レール４７に対する移動ブロック４８の直線的な移動に伴って、ボール４９は負荷ボール転走溝４８ａを一端から他端まで転がる。負荷ボール転走溝４８ａの他端まで移動したボール４９は、戻し路によって負荷ボール転走溝４８ａの一端に戻される。
【００２４】
図７は、分割中間テーブル１６ａから分割テーブル１２ａ及びテーブル支持部４６を取り外した状態を示す。分割ベース１４ａと分割中間テーブル１６ａとの間には、分割モータ部１９ａ及び分割案内部２２ａが配置される。
【００２５】
扇形の分割ベース１４ａの上面には、分割案内部２２ａの円弧状の分割軌道レール２１ｃ及び移動ブロック（移動部材）２０の一方と、分割モータ部１９ａの電機子部１８及び界磁部１７の一方とが固定される。この実施形態では、分割案内部２２ａの分割軌道レール２１ｃ及び分割モータ部１９ａの電機子部１８が分割ベース１４ａに固定される。分割ベース１４ａの上面の内径側と外形側との間には段差１４ｂが形成される。分割ベース１４ａの内径側が肉厚に形成され、外径側が薄肉に形成される。分割ベース１４ａの肉厚の内径側に分割案内部２２ａの分割軌道レール２１ｃが固定され、分割ベース１４ａの薄肉の外径側に分割モータ部１９ａの電機子部１８が固定される。
【００２６】
図７に示すように、分割ベース１４ａの外周側の縁部及び内周側の縁部には、分割ベース１４ａをタワー８に固定するためのボルト等の締結部材が挿入される複数の通し孔１３，１５が空けられる。扇形の分割ベース１４ａの外周の縁部、及び内周の縁部には、分割モータ部１９ａの配線２５が通される切欠き２６が形成される。複数の分割ベース１４ａを繋げてリング形状にしたときに中心に円形の開口２７（図２参照）が空くように、複数の分割ベース１４ａの内周縁は外周縁と同心の円弧形状に形成される。
【００２７】
扇形の分割中間テーブル１６ａの下面には、分割軌道レール２１ｃ及び移動ブロック２０の他方と、電機子部１８及び界磁部１７の他方とが固定される。この実施形態では、移動ブロック２０及び界磁部１７が分割中間テーブル１６ａの下面に固定される。分割中間テーブル１６ａの下面の内径側と外径側との間には段差１６ｂが形成される。分割中間テーブル１６ａの内径側が肉厚に形成され、外径側が薄肉に形成される。肉厚の内径側に分割案内部２２ａの移動ブロック２０が固定され、薄肉の外形側に分割モータ部１９ａの界磁部１７が固定される。図５に示すように、分割モータ部１９ａが配置される位置における分割ベース１４ａと分割中間テーブル１６ａとの間の距離（言い換えれば分割モータ部１９ａの高さｈ１）は、分割案内部２２ａが配置される位置における分割ベース１４ａと分割中間テーブル１６ａとの間の距離（言い換えれば分割案内部２２ａの高さｈ２）よりも大きい。
【００２８】
図７に示すように、分割中間テーブル１６ａの内周側には、移動ブロック２０を分割中間テーブル１６ａの下面に固定するための複数のザグリ孔３０が空けられ、分割中間テーブル１６ａの外周側には、界磁部１７を分割中間テーブル１６ａの下面に固定するための複数のザグリ孔２９が空けられる。ボルト等の多数の締結部材をザグリ孔２９，３０に通し、締結部材を移動ブロック２０や界磁部１７にねじ込むことで、これらが分割中間テーブル１６ａに固定される。分割中間テーブル１６ａに作用する垂直方向の荷重は、分割中間テーブル１６ａの内径側で移動ブロック２０、分割軌道レール２１ｃを介して分割ベース１４ａに伝わる。分割中間テーブル１６ａはその内径側のみにおいて片持ち状態で分割案内部２２ａに支持される。
【００２９】
図５に示すように、分割案内部２２ａは、円弧状の分割軌道レール２１ｃと、円弧状の分割軌道レール２１ｃの内径側に配置される移動ブロック２０と、を備える。分割軌道レール２１ｃの下面が分割ベース１４ａの上面に固定され、移動ブロック２０の上面が分割中間テーブル１６ａの下面に固定される。分割ベース１４ａを水平面に配置した状態で、分割軌道レール２１ｃの長手方向と直交する断面でみたとき、移動ブロック２０は分割軌道レール２１ｃの右側又は左側にのみ（この実施形態では右側にのみ）に配置される。分割軌道レール２１ｃ及び移動ブロック２０の互いに対向する側面（すなわち、分割軌道レール２１ｃの右側の側面２１ａ及び移動ブロック２０の右側の側面２０ａ）には、転動体転走部として上下二条のボール転走溝２１ｂ及び上下二条の負荷ボール転走溝２０ｂが形成される。
【００３０】
図７に示すように、分割案内部２２ａの分割軌道レール２１ｃは円弧状に湾曲する。円弧状に湾曲した分割軌道レール２１ｃの内周側の側面には、上述の二条のボール転走溝２１ｂが形成される。各ボール転走溝２１ｂの断面形状は、二つの円弧からなるゴシックアーチ溝形状に形成される。転動体としてのボール３１は分割軌道レール２１ｃのボール転走溝２１ｂに２点で接触する。分割軌道レール２１ｃの断面形状は上下方向に細長い四角形に形成される。分割軌道レール２１ｃには、上下方向に貫通する複数のザグリ孔２１ｃが形成される。ザグリ孔２１ｃにボルト等の締結部材を通し、締結部材を分割ベース１４ａにねじ込むことで、分割軌道レール２１ｃが分割ベース１４ａに固定される。
【００３１】
複数の分割ロータリーモータアクチュエータ１０ａを周方向に配列すると、図６に示すように、円弧状の分割軌道レール２１ｃが複数組み合わされたリング状の軌道レール２１が形成される。分割軌道レール２１ｃの内径側の二条のボール転走溝２１ｂもリング状に繋がる。リング状の軌道レール２１を形成するために、円弧状の分割軌道レール２１ｃの繋ぎ目に僅かなすきまをあける必要があるが、僅かなすきまがあっても移動ブロック２０は問題なく繋ぎ目を通過する。
【００３２】
図８に示すように、移動ブロック２０は、分割軌道レール２１ｃの二条のボール転走溝に対向する二条の負荷ボール転走溝２０ｂが形成されるブロック本体３４と、ブロック本体３４の移動方向の両端部に設けられる蓋部材としての一対のエンドキャップ３５と、を備える。図６に示すように、移動ブロック２０の上面には複数のタップ孔２０ｄが加工される。分割中間テーブル１６ａのザグリ孔にボルト等の締結部材を通し、締結部材を移動ブロック２０のタップ孔３９にねじ込むことにより、分割中間テーブル１６ａが移動ブロック２０に結合される。
【００３３】
図９に示すように、ブロック本体３４には、分割軌道レール２１ｃのボール転走溝２１ｂに対向する負荷ボール転走溝２０ｂが形成される。負荷ボール転走溝２０ｂの断面形状も二つの円弧からなるゴシックアーチ溝に形成される。分割軌道レール２１ｃのボール転走溝２１ｂと移動ブロック２０の負荷ボール転走溝２０ｂとの間に負荷ボール転走路が形成される。分割軌道レール２１ｃに対する移動ブロック２０の相対的な移動に伴い、ボール３１はこの負荷ボール転走路で荷重を受けながら転がり運動する。
【００３４】
ブロック本体３４には、負荷ボール転走溝２０ｂとほぼ平行に直線通路３７が形成される。エンドキャップ３５には、ブロック本体３４の負荷ボール転走溝２０ｂと直線通路３７を接続するＵ字形状の方向転換路３８が形成される。直線通路３７及び一対のＵ字形状の方向転換路３８によって、負荷ボール転走溝２０ｂの一端と他端を接続する無負荷戻し路が形成される。負荷ボール転走路と無負荷戻し路によって、サーキット状のボール循環路が形成される。
【００３５】
図５に示すように、分割モータ部１９ａは、分割ベース１４ａ及び分割中間テーブル１６ａの一方に取り付けられ、コア４１、及びコア４１に巻かれるコイル４２を有する電機子部１８と、分割ベース１４ａ及び分割中間テーブル１６ａの他方に取り付けられ、電機子部１８のコア４１にすきまｇを介して対向するマグネット４３を有する界磁部１７と、を備える。この実施形態では、分割ベース１４ａに電機子部１８が取り付けられ、分割中間テーブル１６ａに界磁部１７が取り付けられる。
【００３６】
分割ベース１４ａの上面には、コア保持体４５がボルト等の締結部材を用いて固定される。コア保持体４５はコア４１を固定できるように、上下の端部に突出片４５ａ，４５ａを有し、この突出片４５ａ，４５ａ間にコア４１が挟まれる。コア保持体４５も円弧状に湾曲する。
【００３７】
図７に示すように、コア４１は、円弧状に湾曲する本体部４１ｂと、本体部４１ｂから半径方向の内側に櫛歯状に突出する複数の突極４１ａと、を有する。本体部４１ｂの断面形状は上下方向に細長い矩形形状に形成される。複数の突極４１ａは本体部４１ｂの周方向に均等間隔を空けて設けられる。突極４１ａの突出方向に直交する垂直断面で突極４１ａは矩形形状に形成され、その高さは幅（水平面内における突極４１ａの周方向の長さ）よりも大きい。突極４１ａの高さは本体部４１ｂの高さと略等しい。コア４１は鉄等の磁性材料からなる
複数の突極４１ａのそれぞれにコイル４２が巻かれる。コイル４２は突極４１ａの垂直断面に合わせて上下方向に細長い断面四角形の環状に形成される。環状のコイル４２の中心線は水平方向を向く。ロータリーアクチュエータ１０の平面図でみたとき、コイル４２の中心線は分割中間テーブル１６ａの回転中心の方向を向く。
【００３８】
コイル４２は三相コイルであり、コイル４２は周方向に順番にＵ，Ｖ，Ｗ,Ｕ，Ｖ，Ｗ,Ｕ，Ｖ，Ｗ相…のコイルとなる。コイル４２に１２０度位相がずれる三相交流を流すと、コイル４２が巻かれる複数の突極４１ａに周方向に移動する移動磁界が発生する。
【００３９】
図５に示すように、分割中間テーブル１６ａの下面には、界磁部１７のマグネット保持体５１がボルト等の締結部材を用いて固定される。マグネット保持体５１も円弧状に湾曲する。マグネット保持体５１は、断面が上下方向に細長い矩形に形成されると共に円弧状に湾曲する本体部５１ａと、本体部５１ａの上端部から半径方向の外側に突出する円弧状の上部壁５１ｂと、本体部５１ａの下端部から半径方向の外側に突出する円弧状の下部壁５１ｃと、を備える。マグネット保持体５１はボルト等の締結部材を用いて分割中間テーブル１６ａの下面に固定される。マグネット保持体５１の本体部５１ａ、上部壁５１ｂ及び下部壁５１ｃによってマグネット収納部が形成される。マグネット収納部に収納された複数のマグネット４３は、ボルト等の締結部材によってマグネット保持体５１に固定される。
【００４０】
図７に示すように、マグネット保持体５１の収納部には、複数のマグネット４３が円弧状に配列される。マグネット４３は上下方向に細長い板状に形成される。マグネット４３は、半径方向に着磁され、すなわち半径方向の内側がＮ極又はＳ極の一方になり、半径方向の外側がＮ極又はＳ極の他方になる（図５参照）。複数のマグネット４３はその外周面に周方向に交互にＮ極及びＳ極が形成されるように配列される。マグネット４３はコア４１の突極４１ａになすきまｇを空けて対向する。複数のマグネット４３を備える界磁部１７は、コアの複数の突極４１ａに発生する移動磁界により推力を得て、周方向に回転する。
【００４１】
本実施形態のロータリーアクチュエータの組み立て方法は以下のとおりである。まず、分割ベース１４ａに電機子部１８及び分割軌道レール２１ｃを固定する。次に、分割中間テーブル１６ａに界磁部１７及び移動ブロック２０を固定する。移動ブロック２０のボール循環路には、あらかじめ複数のボール３１が配列・収納されている。その後、移動ブロック２０を分割軌道レール２１ｃの長さ方向の端部から分割軌道レール２１ｃに組み付ける。これと同時に分割モータ部１９ａの界磁部１７を分割ベース１４ａの摺動板２３上を摺動させ、界磁部１７のマグネット４３を電機子部１８のコア４１に対向させる。その後、分割中間テーブル１６ａの上面にテーブル支持部４６の軌道レール４７を固定し、テーブル支持部４６の移動ブロック４８の上面に分割テーブル１２ａを固定する。以上により、ロータリーアクチュエータの組み立てが完了する。
【００４２】
ロータリーアクチュエータを組み立てると、図７に示すように、界磁部１７のマグネット４３と電機子部１８のコア４１との間に吸引力Ｐ１が働く。この吸引力Ｐ１は、分割ベース１４ａ及び分割軌道レール２１ｃを水平面に配置した状態で水平方向を向く。コア４１は分割ベース１４ａに固定されているので、吸引力Ｐ１によってマグネット４３がコア４１に引き付けられる。マグネット４３と移動ブロック２０とは分割中間テーブル１６ａを介して一体に結合されているので、コア４１がマグネット４３を引き付ける力によって、移動ブロック２０の側面２０ａが分割軌道レール２１ｃの側面２１ａに向かって押し付けられる。移動ブロック２０の負荷ボール転走溝２０ｂと分割軌道レール２１ｃのボール転走溝２１ｂとの間には多数のボール３１が介在されるので、多数のボール３１に予圧Ｐ２（ボール３１を圧縮する荷重であり、Ｐ１≒Ｐ２の関係がある）が付与される。
【００４３】
分割案内部２２ａは吸引力Ｐ１の方向の荷重を負荷できるが、吸引力Ｐ１と逆方向の荷重を負荷できない。移動ブロック２０に吸引力以上の逆方向の力を加えれば、移動ブロック２０を分割軌道レール２１ｃから取り外すことができる。
【００４４】
以上のように、ロータリーアクチュエータ１０を組み立てた後、水平軸風車のタワーの上部で扇形の複数のロータリーアクチュエータ１０ａをヨー軸の回りに周方向に配列する。これにより、リング状ロータリーアクチュエータ１０（すなわちヨー駆動装置１０）が組み立てられる。リング状ロータリーアクチュエータ１０を組み立てると、分割案内部２２ａの分割軌道レール２１ｃもリング状に繋がり、分割モータ部１９ａの電機子部１８及び界磁部１７もリング状に繋がる。リング状のロータリーアクチュエータ１０を組み立てた後、中間テーブル１６の上部にナセル７を固定する。モータ部１９に三相交流を流すと、ベース１４に対して中間テーブル１６が回転する。中間テーブル１６の回転に伴ってテーブル１２が回転し、テーブル１２の上面に固定されるナセル７がヨー軸の回りを回転する。
【００４５】
水平軸風車は、塵、埃等が多い悪環境で使用されることが多い。塵、埃等の異物は案内部２２のリング状の軌道レール２１のボール転走溝２１ｂに付着することがある。モータ部１９によって分割中間テーブル１６ａを強制的に回転させると、案内部２２のボール３１が異物を乗り越えようとするので、ボール３１やボール転走溝２１ｂに応力が発生しようとする。しかし、移動ブロック２０は、テーブル支持部４６によって半径方向の内側に自由に移動できるようになっているので、案内部２２に発生する応力によって移動ブロック２０が半径方向の内側に逃げ、ボール３１及びボール転走溝２１ｂに発生する応力を緩和する。ボール３１が異物を乗り越えた後は、吸引力Ｐ１によって移動ブロック２０が元の状態に戻り、再びボール３１に予圧が付与される。
【００４６】
吸引力Ｐ１による上述のばね作用は以下の場合にも機能する。円弧状の分割軌道レール２１ｃの繋ぎ目に段差があっても、移動ブロック２０が応力を逃がすように移動するので、ボール３１やボール転走溝２１ｂに過度な応力が発生するのを防止することができる。ボール３１やボール転走溝２１ｂが摩耗した場合でも、吸引力Ｐ１によってボール３１に一定の予圧を付与することができ、がたのない状態を保つことができる。ナセルがある方向の大きな荷重を受けたとき、荷重方向に位置する案内部２２のボール３１の予圧が抜けようとするが、上述の吸引力Ｐ１によって予圧抜けを防止することができる。
【００４７】
図２に示すように、テーブル支持部４６の軌道レール４７を放射状に配置し、分割中間テーブル１６ａがテーブル１２の中心線Ｃに対して半径方向にのみ直線運動するようにすることで、分割中間テーブル１６ａの回転を無駄なくテーブル１２に伝えることができる。
【００４８】
テーブル支持部４６を、直線的な軌道レール４７と、移動ブロック４８と、これらの間に介在されるボール４９と、から構成することで、最小の摩擦抵抗で移動ブロック４８を逃がすことができる。
【００４９】
リング状ロータリーアクチュエータ１０を複数の扇形のロータリーアクチュエータ１０ａに分割することで、ロータリーアクチュエータ１０の製造が容易になり、搬送性や材料の入手性も向上する。特に、リング状の分割軌道レール２１ｃを複数に分割することにより、軌道レール２１の材料の入手性を向上させることでき、軌道レール２１の加工に大型の加工機を使用する必要もなくなる。
【００５０】
本実施形態のリング状ロータリーアクチュエータ１０をヨー駆動装置１０として水平軸風車に組み込む場合、地上にて扇形のロータリーアクチュエータ１０ａを組み立てた後、タワー８の上部にてリング状ロータリーアクチュエータ１０を組み立てることができる。このため、タワー上部でのリング状のロータリーアクチュエータ１０の組立てが容易になる。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。
【００５２】
図１０はテーブル支持部４６の他の例を示す。分割中間テーブル１６ａと分割テーブル１２ａとの間にリニアガイドを配置する替わりに、分割中間テーブル１６ａの上面に断面Ｖ字形状のあり溝５４を形成し、分割テーブル１２ａの下面にあり溝に嵌まるＶ字形状の凸条５２を形成してもよい。これにより、分割テーブル１２ａに対して分割中間テーブル１６ａがあり溝５１に沿って半径方向に移動する。あり溝５１の替わりにＴスロットを形成してもよい。
【００５３】
図１１はテーブル支持部のさらに他の例を示す。この例のテーブル支持部５３には、鋼板等の金属板（硬質板）５３ａとゴム層５３ｂとを交互に積層した積層ゴムを使用する。積層ゴムは垂直方向には硬く、水平方向には柔らかいという特性を持つ。
【００５４】
また、テーブル支持部４６としてのリニアガイドの本数は一本に限られることはなく、二本以上あってもよい。分割中間テーブル１６ａの回転を分割テーブル１２ａに伝えることができれば、放射状に配置されるのに限られない。リニアガイドを同心円状以外に配置すれば、回転を伝えることができる。
【００５５】
テーブル支持部のリニアガイドのボール転走溝の条数、配置は上記実施形態に限られることはない。ボール転走溝の条数は一条でもよいし、移動ブロック及び軌道レールの対向面の上下端にボール転走溝が配置されてもよい。転動体としてはボールの替わりにローラを使用することもできる。
【００５６】
案内部の移動部材としては、図８に示す移動ブロック２０の替わりに、図１２に示すように、内輪を複数に分割した円弧状の移動レール５５ａを用いることもできる。この場合、ベアリングと同様に、ボール等の転動体は複数の円弧状の移動レールからなる内輪５５と、複数の円弧状の軌道レール５５ｂからなる外輪５６との間のリング状のボール転走路を循環する。
【００５７】
３６０度までの回転角度を必要としない場合、リング状にしなくても、必要な角度分の分割ロータリーアクチュエータを組み合わせればよい。
【００５８】
テーブルはナセル等の回転体の一部であってもよい。この場合、テーブル支持部を直接ナセル等の回転体に取り付けることになる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
リング状のロータリーアクチュエータは、風車以外にも、パワーショベルやクレーンなどの建設機械において、下部構造体であるトラックフレームに対して運転席や上部フレームが旋回可能に搭載される旋回機構に用いることができる。また、大画面ディスプレイ用のガラス基板等のワークを回転させるターンテーブルとしても用いることができる。さらに、天文台の望遠鏡やドーム（屋根）の旋回機構に用いることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０…ロータリーアクチュエータ，１０ａ…分割ロータリーアクチュエータ，１２…テーブル，１２ａ…分割テーブル，１４…ベース，１４ａ…分割ベース，１６…中間テーブル，１６ａ…分割中間テーブル，１７…界磁部，１８…電機子部，１９…モータ部（駆動部），１９ａ…分割モータ部（分割駆動部），２０…移動ブロック（移動部材），２０ａ…側，２０ｂ…負荷ボール転走溝（転動体転走部），２１…軌道レール，２１ａ…軌道レールの側面，２１ｂ…ボール転走溝（転動体転走部），２１ｃ…分割軌道レール，２２…案内部，２２ａ…分割案内部，３１…ボール（転動体），３２…軌道レール（軌道部材），４１…コア，４２…コイル，４３…マグネット，４７…軌道レール（軌道部材），４７ａ…ボール転走溝（転動体転走部），４８…移動ブロック（移動部材），４８ａ…負荷ボール転走溝（転動体転走部），４９…ボール（転動体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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